一種控制力矩陀螺地面試驗(yàn)重力卸載機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種控制力矩陀螺地面試驗(yàn)重力卸載機(jī)構(gòu)，卸載機(jī)構(gòu)包括一個(gè)粗調(diào)機(jī)構(gòu)和一個(gè)微調(diào)機(jī)構(gòu)，粗調(diào)機(jī)構(gòu)用于初步調(diào)節(jié)控制力矩陀螺的水平和垂直位置以及傾斜角度，微調(diào)機(jī)構(gòu)用于精細(xì)調(diào)節(jié)控制力矩陀螺的水平和垂直位置以及傾斜角度。粗調(diào)機(jī)構(gòu)由角盤、鋼絲繩和滑輪組成，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)角盤改變鋼絲繩的長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)粗調(diào)；微調(diào)機(jī)構(gòu)由轉(zhuǎn)接盤、螺桿、轉(zhuǎn)接塊、三軸平移臺(tái)、鋼絲繩、力傳感器、彈簧、橡皮繩、數(shù)字傾角測(cè)量?jī)x以及顯示器組成，通過(guò)調(diào)節(jié)安裝于轉(zhuǎn)接盤上的三軸平移臺(tái)實(shí)現(xiàn)微調(diào)，通過(guò)力傳感器和數(shù)字傾角測(cè)量?jī)x可以檢驗(yàn)控制力矩陀螺垂直方向的卸載力和傾斜角度是否滿足要求，從而實(shí)現(xiàn)控制力矩陀螺重力的高精度卸載。
【專利說(shuō)明】一種控制力矩陀螺地面試驗(yàn)重力卸載機(jī)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及控制力矩陀螺地面試驗(yàn)的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種控制力矩陀螺地面試驗(yàn)重力卸載機(jī)構(gòu)，可用于控制力矩陀螺的地面試驗(yàn)中，消除重力對(duì)機(jī)構(gòu)測(cè)試的影響，主要應(yīng)用在航天領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]目前的衛(wèi)星大多帶有控制力矩陀螺，為調(diào)整衛(wèi)星的姿態(tài)提供控制力矩。由于質(zhì)量不平衡，軸承制造缺陷以及電機(jī)噪聲等原因，控制力矩陀螺在產(chǎn)生控制力矩的同時(shí)對(duì)星體產(chǎn)生周期性和寬帶微小擾振力，這些擾振力經(jīng)過(guò)控制力矩陀螺內(nèi)部動(dòng)態(tài)特性的調(diào)制和放大，會(huì)對(duì)遙感衛(wèi)星的光路指向精度和穩(wěn)定度產(chǎn)生較大影響。
[0003]為了減小控制力矩陀螺產(chǎn)生的擾振力對(duì)星體光路指向精度和穩(wěn)定度的影響，針對(duì)控制力矩陀螺研制了專用的隔振器。通過(guò)初樣階段的力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)、控制分機(jī)構(gòu)全物理仿真試驗(yàn)、整星微振動(dòng)試驗(yàn)對(duì)控制力矩陀螺隔振器的功能性能進(jìn)行了驗(yàn)證，測(cè)試結(jié)果表明，控制力矩陀螺隔振器能夠有效降低控制力矩陀螺引起的光學(xué)元件的抖動(dòng)，并且對(duì)控制分機(jī)構(gòu)的性能沒(méi)有明顯影響。
[0004]隔振器性能測(cè)試是在地面重力環(huán)境下進(jìn)行的，測(cè)試過(guò)程中，隔振器存在初始變形和初始應(yīng)力，其固有頻率與在軌狀態(tài)存在差異，地面測(cè)試結(jié)果無(wú)法準(zhǔn)確反映在軌隔振效果。如果入軌后的隔振頻率相對(duì)地面試驗(yàn)狀態(tài)發(fā)生漂移，與擾動(dòng)頻率耦合，會(huì)導(dǎo)致在軌微振動(dòng)響應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地面測(cè)試結(jié)果，存在潛在風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]目前，缺少重力卸載條件下隔振器測(cè)試數(shù)據(jù)，為了準(zhǔn)確評(píng)估隔振器的在軌隔振效果，避免入軌后出現(xiàn)頻率耦合，需要針對(duì)隔振器開(kāi)展重力卸載狀態(tài)下補(bǔ)充試驗(yàn)。因此，需要研制出一套適合于高精度測(cè)量的重力卸載裝置。
[0006]目前，國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)有關(guān)此類卸載機(jī)構(gòu)的文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種控制力矩陀螺地面試驗(yàn)重力卸載機(jī)構(gòu)，消除控制力矩陀螺在地面試驗(yàn)時(shí)自身重力對(duì)隔振器的附加力，最大程度上模擬太空中失重的工作狀態(tài)。
[0008]本發(fā)明要解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種控制力矩陀螺地面試驗(yàn)重力卸載機(jī)構(gòu)，所述的重力卸載機(jī)構(gòu)包括一個(gè)粗調(diào)機(jī)構(gòu)和一個(gè)微調(diào)機(jī)構(gòu)，粗調(diào)機(jī)構(gòu)的作用是初步調(diào)節(jié)控制力矩陀螺水平和垂直位置以及傾斜角度，為后面實(shí)現(xiàn)微調(diào)做準(zhǔn)備，所述的重力卸載機(jī)構(gòu)具體包括:角盤、鋼絲繩和滑輪；鋼絲繩的左端通過(guò)掛鉤懸吊微調(diào)機(jī)構(gòu)，鋼絲繩的右端穿過(guò)兩個(gè)定滑輪與角盤相連接，角盤上帶有鎖死裝置，鎖死狀態(tài)時(shí)，角盤只能逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，角盤每轉(zhuǎn)動(dòng)一齒，鋼絲繩走過(guò)的距離為5mm，等于微調(diào)量程25mm的五分之一，滿足粗調(diào)要求；微調(diào)機(jī)構(gòu)的作用通過(guò)精細(xì)調(diào)節(jié)控制力矩陀螺的水平和垂直位置以及傾斜角度來(lái)實(shí)現(xiàn)控制力矩陀螺重力的高精度卸載，還包括:轉(zhuǎn)接盤、轉(zhuǎn)接塊、螺桿、三軸平移臺(tái)、鋼絲繩、力傳感器、彈簧、橡皮繩、數(shù)字傾角測(cè)量?jī)x和顯示器；上下兩個(gè)鋁制的裝接盤之間通過(guò)三根螺桿連接，組成一個(gè)承力支架，在承力支架下端轉(zhuǎn)接盤的上表面等角度安裝三個(gè)三軸平移臺(tái)，在每個(gè)平移臺(tái)上安裝一個(gè)帶卡口轉(zhuǎn)接塊，通過(guò)轉(zhuǎn)接塊連接一根鋼絲繩，鋼絲繩下方依次安裝力傳感器、彈簧、橡皮繩，最后將三根橡皮繩栓在控制力矩陀螺的接口上，從而實(shí)現(xiàn)控制力矩陀螺的重力卸載，用一個(gè)圓柱形模擬件來(lái)模擬控制力矩陀螺的安裝；鋼絲繩可以在轉(zhuǎn)接塊卡口內(nèi)單向滑動(dòng)，鋼絲繩和三軸平移臺(tái)配合使用可以實(shí)現(xiàn)控制力矩陀螺水平和垂直位置以及傾斜角度的精細(xì)調(diào)節(jié)；彈簧的參數(shù)是通過(guò)計(jì)算得出的，保證三根彈簧懸吊后控制力矩陀螺的前6階懸吊頻率在0.5Hz以內(nèi)，因此，振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)可以避免懸吊邊界頻率耦合的干擾；力傳感器可以測(cè)得每個(gè)傳感器下方的卸載力，力傳感器可以檢驗(yàn)控制力矩陀螺的重力卸載是否達(dá)到精度要求；在控制力矩陀螺上選一個(gè)光滑平面，垂直安裝兩個(gè)數(shù)字傾角傳感器，數(shù)字傾角傳感器可以檢驗(yàn)控制力矩陀螺的傾角是否滿足要求。
[0009]進(jìn)一步的，所述粗調(diào)機(jī)構(gòu)的角盤只能逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)角盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)通過(guò)鋼絲繩帶動(dòng)微調(diào)機(jī)構(gòu)垂直向上運(yùn)動(dòng)，可初步調(diào)節(jié)控制力矩陀螺水平和垂直位置以及傾斜角度。
[0010]進(jìn)一步的，在測(cè)試時(shí)，所述微調(diào)機(jī)構(gòu)的鋼絲繩在轉(zhuǎn)接塊內(nèi)可以單向滑動(dòng)，鋼絲繩和三軸平移臺(tái)配合使用可以實(shí)現(xiàn)控制力矩陀螺水平和垂直位置以及傾斜角度的精細(xì)調(diào)節(jié)。
[0011]進(jìn)一步的，所述微調(diào)機(jī)構(gòu)的彈簧懸吊后，控制力矩陀螺的前6階懸吊頻率在0.5Hz以內(nèi)，振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)可以避免懸吊邊界頻率耦合的干擾。
[0012]進(jìn)一步的，所述微調(diào)機(jī)構(gòu)的力傳感器可以測(cè)得每個(gè)傳感器下方的卸載力，力傳感器可以檢驗(yàn)控制力矩陀螺的重力卸載是否達(dá)到卸載精度要求；數(shù)字傾角傳感器可以檢驗(yàn)控制力矩陀螺的傾角是否滿足要求。
[0013]進(jìn)一步的，測(cè)試時(shí)，要保證所述三個(gè)力傳感器的讀數(shù)之和等于力傳感器下方所有懸吊物體總重，此時(shí)，達(dá)到完全卸載。
[0014]進(jìn)一步的，所述的整個(gè)重力卸載機(jī)構(gòu)通過(guò)懸掛的方式安裝。
[0015]本發(fā)明的原理在于:
[0016]一種控制力矩陀螺地面試驗(yàn)重力卸載機(jī)構(gòu)，所述的控制力矩陀螺包括一個(gè)粗調(diào)機(jī)構(gòu)和一個(gè)微調(diào)機(jī)構(gòu)。粗調(diào)機(jī)構(gòu)的作用是初步調(diào)節(jié)控制力矩陀螺水平和垂直位置以及傾斜角度，為后面實(shí)現(xiàn)精細(xì)調(diào)節(jié)做準(zhǔn)備，其特點(diǎn)在于包括:角盤、鋼絲繩和滑輪；鋼絲繩的左端通過(guò)掛鉤懸吊微調(diào)機(jī)構(gòu)，鋼絲繩的右端通過(guò)兩個(gè)定滑輪與角盤相連接，角盤上帶有鎖死裝置，在鎖死狀態(tài)時(shí)，角盤只能逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，角盤每轉(zhuǎn)動(dòng)一齒，鋼絲繩走過(guò)的距離為5mm，等于微調(diào)量程25mm的五分之一，滿足粗調(diào)要求。微調(diào)機(jī)構(gòu)的作用是通過(guò)精細(xì)調(diào)節(jié)控制力矩陀螺水平和垂直位置以及傾斜角度來(lái)實(shí)現(xiàn)控制力矩陀螺重力的高精度卸載，其特點(diǎn)在于包括:轉(zhuǎn)接盤、轉(zhuǎn)接塊、螺桿、三軸平移臺(tái)、鋼絲繩、力傳感器、彈簧、橡皮繩、數(shù)字傾角測(cè)量?jī)x和顯示器；上下兩個(gè)鋁制的裝接盤之間通過(guò)三根螺桿連接，組成一個(gè)承力支架，在承力支架下端轉(zhuǎn)接盤的上表面等角度安裝三個(gè)三軸平移臺(tái)，在每個(gè)平移臺(tái)上安裝一個(gè)帶卡口轉(zhuǎn)接塊，通過(guò)轉(zhuǎn)接塊連接一根鋼絲繩，鋼絲繩下方依次安裝力傳感器、彈簧、橡皮繩，最后將三根橡皮繩栓在控制力矩陀螺的接口上，從而實(shí)現(xiàn)控制力矩陀螺的重力卸載；鋼絲繩可以在轉(zhuǎn)接塊卡口內(nèi)單向滑動(dòng)，鋼絲繩和三軸平移臺(tái)配合使用可以實(shí)現(xiàn)控制力矩陀螺水平和垂直位置以及傾斜角度的精細(xì)調(diào)節(jié)，三軸平移臺(tái)的精度為0.003mm,因此卸載位移精度大于0.0lmm ;彈簧的參數(shù)是通過(guò)計(jì)算得出的，保證三根彈簧懸吊后控制力矩陀螺的前6階懸吊頻率在0.5Hz以內(nèi)，因此，振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)可以避免懸吊邊界頻率耦合的干擾；力傳感器可以測(cè)得每個(gè)傳感器下方的卸載力，力傳感器可以檢驗(yàn)控制力矩陀螺的重力卸載是否達(dá)到卸載精度要求，力傳感器的精度為0.0lN,因此卸載力精度3 0.0lN ;在控制力矩陀螺上選一個(gè)光滑平面，垂直安裝兩個(gè)數(shù)字傾角傳感器，數(shù)字傾角傳感器可以檢驗(yàn)控制力矩陀螺的傾角是否滿足要求，數(shù)字傾角傳感器的精度為0.2°，因此卸載傾角精度3 0.2° ;試驗(yàn)測(cè)試，要保證所述兩個(gè)數(shù)字傾角傳感器測(cè)得的角度滿足控制力矩陀螺傾角要求，要保證所述三個(gè)力傳感器的讀數(shù)之和等于力傳感器下方所有懸吊物體總重，此時(shí)，達(dá)到完全卸載。所述的整個(gè)重力卸載機(jī)構(gòu)通過(guò)懸掛的方式安裝。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018](I)本發(fā)明通過(guò)將控制力矩陀螺的重力傳遞到外部安裝基礎(chǔ)上，消除了控制力矩陀螺重力對(duì)隔振器的影響，模擬了太空中的失重環(huán)境；
[0019](2)本發(fā)明具備高精度的位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，能夠精細(xì)調(diào)節(jié)控制力矩陀螺水平和垂直位置以及傾斜角度，且調(diào)節(jié)簡(jiǎn)易；
[0020](3)本發(fā)明具備高精度的力傳感器和傾角傳感器，可以有效檢驗(yàn)卸載程度；
[0021](4)本發(fā)明6階懸吊頻率在0.5Hz以內(nèi)，振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)可以避免懸吊邊界頻率耦合的干擾；
[0022](5)本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕巧，使用方便，可靠性高；
[0023](6)本發(fā)明簡(jiǎn)單有效，通過(guò)傳統(tǒng)的機(jī)械加工就可實(shí)現(xiàn)，工藝性好，成本低。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的粗調(diào)機(jī)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的微調(diào)機(jī)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
[0028]如圖1所示，本發(fā)明的控制力矩陀螺地面試驗(yàn)重力卸載機(jī)構(gòu)包括一個(gè)粗調(diào)機(jī)構(gòu)和一個(gè)微調(diào)機(jī)構(gòu)，分別如圖2和圖3，粗調(diào)機(jī)構(gòu)用于初步調(diào)節(jié)控制力矩陀螺水平和垂直位置以及傾斜角度，微調(diào)機(jī)構(gòu)用于精細(xì)調(diào)節(jié)控制力矩陀螺水平和垂直位置以及傾斜角度，從而實(shí)現(xiàn)控制力矩陀螺重力的高精度卸載。
[0029]本發(fā)明的一種控制力矩陀螺地面試驗(yàn)重力卸載機(jī)構(gòu)，所述的重力卸載機(jī)構(gòu)包括一個(gè)粗調(diào)機(jī)構(gòu)和一個(gè)微調(diào)機(jī)構(gòu)，粗調(diào)機(jī)構(gòu)的作用是初步調(diào)節(jié)控制力矩陀螺水平和垂直位置以及傾斜角度，為后面實(shí)現(xiàn)微調(diào)做準(zhǔn)備，所述的重力卸載機(jī)構(gòu)具體包括:角盤1、鋼絲繩2和滑輪3 ;鋼絲繩2的左端通過(guò)掛鉤懸吊微調(diào)機(jī)構(gòu)，鋼絲繩2的右端穿過(guò)兩個(gè)定滑輪3與角盤I相連接，角盤I上帶有鎖死裝置，鎖死狀態(tài)時(shí)，角盤I只能逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，角盤I每轉(zhuǎn)動(dòng)一齒，鋼絲繩3走過(guò)的距離為5mm，等于微調(diào)量程25mm的五分之一，滿足粗調(diào)要求。微調(diào)機(jī)構(gòu)的作用通過(guò)精細(xì)調(diào)節(jié)控制力矩陀螺的水平和垂直位置以及傾斜角度來(lái)實(shí)現(xiàn)控制力矩陀螺重力的高精度卸載，還包括:轉(zhuǎn)接盤4、轉(zhuǎn)接塊7、螺桿5、三軸平移臺(tái)6、鋼絲繩2、力傳感器8、彈簧9、橡皮繩10、數(shù)字傾角測(cè)量?jī)x11和顯示器12 ;上下兩個(gè)鋁制的裝接盤4之間通過(guò)三根螺桿5連接，組成一個(gè)承力支架，在承力支架下端轉(zhuǎn)接盤的上表面等角度安裝三個(gè)三軸平移臺(tái)6，在每個(gè)平移臺(tái)6上安裝一個(gè)帶卡口轉(zhuǎn)接塊7，通過(guò)轉(zhuǎn)接塊連接一根鋼絲繩2，鋼絲繩下方依次安裝力傳感器8、彈簧9、橡皮繩10，最后將三根橡皮繩10栓在控制力矩陀螺的接口上，從而實(shí)現(xiàn)控制力矩陀螺的重力卸載，圖1、3中用一個(gè)圓柱形模擬件13來(lái)模擬控制力矩陀螺的安裝；鋼絲繩2可以在轉(zhuǎn)接塊7卡口內(nèi)單向滑動(dòng)，鋼絲繩2和三軸平移臺(tái)6配合使用可以實(shí)現(xiàn)控制力矩陀螺水平和垂直位置以及傾斜角度的精細(xì)調(diào)節(jié)；彈簧的參數(shù)是通過(guò)計(jì)算得出的，保證三根彈簧懸吊后控制力矩陀螺的6階懸吊頻率在0.5Hz以內(nèi)，因此，振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)可以避免懸吊邊界頻率耦合的干擾；力傳感器8可以測(cè)得每個(gè)傳感器下方的卸載力，傳感器可以檢驗(yàn)控制力矩陀螺的重力卸載是否達(dá)到卸載精度要求；在控制力矩陀螺上選一個(gè)光滑平面，垂直安裝兩個(gè)數(shù)字傾角傳感器11，數(shù)字傾角傳感器11可以檢驗(yàn)控制力矩陀螺的傾角是否滿足要求。所述粗調(diào)機(jī)構(gòu)的角盤I只能逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)角盤I逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)通過(guò)鋼絲繩3帶動(dòng)微調(diào)機(jī)構(gòu)垂直向上運(yùn)動(dòng)，可初步調(diào)節(jié)控制力矩陀螺水平和垂直位置以及傾斜角度。在測(cè)試時(shí)，所述微調(diào)機(jī)構(gòu)的鋼絲繩2在轉(zhuǎn)接塊7內(nèi)可以單向滑動(dòng)，鋼絲繩2和三軸平移臺(tái)6配合使用可以實(shí)現(xiàn)控制力矩陀螺水平和垂直位置以及傾斜角度的精細(xì)調(diào)節(jié)。所述微調(diào)機(jī)構(gòu)的彈簧懸吊后，控制力矩陀螺的6階懸吊頻率在0.5Hz以內(nèi)，振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)可以避免懸吊邊界頻率耦合的干擾。所述微調(diào)機(jī)構(gòu)的力傳感器8可以測(cè)得每個(gè)傳感器下方的卸載力，傳感器可以檢驗(yàn)控制力矩陀螺的重力卸載是否達(dá)到精度要求；數(shù)字傾角傳感器11可以檢驗(yàn)控制力矩陀螺的傾角是否滿足要求。測(cè)試時(shí)，要保證所述三個(gè)力傳感器的讀數(shù)之和等于力傳感器下方所有懸吊物體總重，此時(shí)，達(dá)到完全卸載。所述的整個(gè)重力卸載機(jī)構(gòu)通過(guò)懸掛的方式安裝。
[0030]安裝調(diào)試步驟:
[0031]I)安裝粗調(diào)機(jī)構(gòu)。在安裝基礎(chǔ)上安裝角盤和兩個(gè)定滑輪，左邊的定滑輪在安裝基礎(chǔ)上可以水平移動(dòng)并鎖緊，然后將一根鋼絲繩的一端固定在角盤上，另一端則穿過(guò)兩個(gè)定滑輪后安裝一個(gè)吊環(huán)；安裝完成后，通過(guò)水平移動(dòng)左邊的定滑輪將吊環(huán)與控制力矩陀螺隔振器安裝基礎(chǔ)的中心進(jìn)行對(duì)心；
[0032]2)安裝微調(diào)機(jī)構(gòu)。將微調(diào)機(jī)構(gòu)的所有組件(除了數(shù)字傾角測(cè)量?jī)x)組裝成整體，然后將微調(diào)機(jī)構(gòu)懸掛在粗調(diào)機(jī)構(gòu)的吊鉤上，旋轉(zhuǎn)角盤通過(guò)鋼絲繩帶動(dòng)微調(diào)機(jī)構(gòu)垂直向上運(yùn)動(dòng)，直到底端橡皮繩高出控制力矩陀螺的隔振器安裝基礎(chǔ)200mm左右，通過(guò)鋼絲繩在轉(zhuǎn)接塊卡口內(nèi)的滑動(dòng)將橡皮繩底端調(diào)試至大致同一高度；
[0033]3)安裝控制力矩陀螺和隔振器。將橡皮繩拴在帶有隔振器的控制力矩陀螺的接口上，并在控制力矩陀螺上選一個(gè)光滑平面垂直安裝兩個(gè)數(shù)字傾角測(cè)量?jī)x，轉(zhuǎn)動(dòng)角盤直到隔振器底部離安裝基礎(chǔ)20mm左右,記下此時(shí)力傳感器的總讀數(shù)al ；
[0034]4)調(diào)試。通過(guò)鋼絲繩和三軸平移臺(tái)配合使用，將控制力矩陀螺調(diào)至水平，緩慢松開(kāi)角盤上的鎖死裝置，讓隔振器緩慢回位至安裝基礎(chǔ)，同時(shí)觀察顯示器上力傳感器的讀數(shù)，直到力傳感器的讀數(shù)和與al減去隔振器下部基座重力的值大致相等；然后將隔振器下部基座固定于安裝基礎(chǔ)，再通過(guò)三軸平移臺(tái)微調(diào)，直到力傳感器的讀數(shù)和與al減去隔振器下部基座重力的值相等時(shí)，達(dá)到完全卸載。
[0035]本發(fā)明未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.一種控制力矩陀螺地面試驗(yàn)重力卸載機(jī)構(gòu)，所述的重力卸載機(jī)構(gòu)包括一個(gè)粗調(diào)機(jī)構(gòu)和一個(gè)微調(diào)機(jī)構(gòu)，粗調(diào)機(jī)構(gòu)的作用是初步調(diào)節(jié)控制力矩陀螺水平和垂直位置以及傾斜角度，為后面實(shí)現(xiàn)微調(diào)做準(zhǔn)備，其特征在于:所述的重力卸載機(jī)構(gòu)具體包括:角盤(I)、鋼絲繩(2)和滑輪(3);鋼絲繩⑵的左端通過(guò)掛鉤懸吊微調(diào)機(jī)構(gòu)，鋼絲繩(2)的右端穿過(guò)兩個(gè)定滑輪(3)與角盤(I)相連接，角盤(I)上帶有鎖死裝置，鎖死狀態(tài)時(shí)，角盤(I)只能逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，角盤(I)每轉(zhuǎn)動(dòng)一齒，鋼絲繩(3)走過(guò)的距離為5mm，等于微調(diào)量程25mm的五分之一，滿足粗調(diào)要求；微調(diào)機(jī)構(gòu)的作用是通過(guò)精細(xì)調(diào)節(jié)控制力矩陀螺的水平和垂直位置以及傾斜角度來(lái)實(shí)現(xiàn)控制力矩陀螺重力的高精度卸載，還包括:轉(zhuǎn)接盤(4)、轉(zhuǎn)接塊(7)、螺桿(5)、三軸平移臺(tái)(6)、鋼絲繩(2)、力傳感器(8)、彈簧(9)、橡皮繩(10)、數(shù)字傾角測(cè)量?jī)x(11)和顯示器(12);上下兩個(gè)鋁制的裝接盤(4)之間通過(guò)三根螺桿(5)連接，組成一個(gè)承力支架，在承力支架下端轉(zhuǎn)接盤的上表面等角度安裝三個(gè)三軸平移臺(tái)￠)，在每個(gè)平移臺(tái)(6)上安裝一個(gè)帶卡口轉(zhuǎn)接塊(7)，通過(guò)轉(zhuǎn)接塊連接一根鋼絲繩(2)，鋼絲繩下方依次安裝力傳感器(8)、彈簧(9)、橡皮繩(10)，最后將三根橡皮繩(10)栓在控制力矩陀螺的接口上，從而實(shí)現(xiàn)控制力矩陀螺的重力卸載，用一個(gè)圓柱形模擬件(13)來(lái)模擬控制力矩陀螺的安裝；鋼絲繩(2)可以在轉(zhuǎn)接塊(7)卡口內(nèi)單向滑動(dòng)，鋼絲繩(2)和三軸平移臺(tái)(6)配合使用可以實(shí)現(xiàn)控制力矩陀螺水平和垂直位置以及傾斜角度的精細(xì)調(diào)節(jié)；彈簧的參數(shù)是通過(guò)計(jì)算得出的，保證三根彈簧懸吊后控制力矩陀螺的前6階懸吊頻率在0.5Hz以內(nèi)，因此，振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)可以避免懸吊邊界頻率耦合的干擾；力傳感器(8)可以測(cè)得每個(gè)傳感器下方的卸載力，力傳感器可以檢驗(yàn)控制力矩陀螺的重力卸載是否達(dá)到精度要求；在控制力矩陀螺上選一個(gè)光滑平面，垂直安裝兩個(gè)數(shù)字傾角傳感器(11)，數(shù)字傾角傳感器(11)可以檢驗(yàn)控制力矩陀螺的傾角是否滿足要求。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制力矩陀螺地面試驗(yàn)重力卸載機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述粗調(diào)機(jī)構(gòu)的角盤(I)只能逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)角盤(I)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)通過(guò)鋼絲繩(3)帶動(dòng)微調(diào)機(jī)構(gòu)垂直向上運(yùn)動(dòng)，可初步調(diào)節(jié)控制力矩陀螺水平和垂直位置以及傾斜角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制力矩陀螺地面試驗(yàn)重力卸載機(jī)構(gòu)，其特征在于:在測(cè)試時(shí)，所述微調(diào)機(jī)構(gòu)的鋼絲繩(2)在轉(zhuǎn)接塊(7)內(nèi)可以單向滑動(dòng)，鋼絲繩(2)和三軸平移臺(tái)(6)配合使用可以實(shí)現(xiàn)控制力矩陀螺水平和垂直位置以及傾斜角度的精細(xì)調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制力矩陀螺地面試驗(yàn)重力卸載機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述微調(diào)機(jī)構(gòu)的彈簧懸吊后，控制力矩陀螺的前6階懸吊頻率在0.5Hz以內(nèi)，振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)可以避免懸吊邊界頻率耦合的干擾。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制力矩陀螺地面試驗(yàn)重力卸載機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述微調(diào)機(jī)構(gòu)的力傳感器(8)可以測(cè)得每個(gè)傳感器下方的卸載力，力傳感器可以檢驗(yàn)控制力矩陀螺的重力卸載是否達(dá)到卸載精度要求；數(shù)字傾角傳感器(11)可以檢驗(yàn)控制力矩陀螺的傾角是否滿足要求。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制力矩陀螺地面試驗(yàn)重力卸載機(jī)構(gòu)，其特征在于:測(cè)試時(shí)，要保證所述三個(gè)力傳感器的讀數(shù)之和等于力傳感器下方所有懸吊物體總重，此時(shí)，達(dá)到完全卸載。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制力矩陀螺地面試驗(yàn)重力卸載機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述的整個(gè)重力卸載機(jī)構(gòu)通過(guò)懸掛的方式安裝。
【文檔編號(hào)】G01C25/00GK104457794SQ201410759459
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月10日
【發(fā)明者】程偉, 李雄飛, 陳江攀, 董家俊, 梁元 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)